KR20230052969A - Position control device, position control method, recording medium storing position control program, and bonding device - Google Patents

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KR20230052969A
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코헤이 세야마
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가부시키가이샤 신가와
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Abstract

위치 제어 장치는 스테이지에 탑재된 대상물에 대해서 작업을 수행하는 툴부와, 스테이지 또는 대상물에 설정된 기준 지표를 촬상해 제 1 화상을 출력하는 제 1 촬상 유닛과, 기준 지표를 촬상해 제 2 화상을 출력하는 제 2 촬상 유닛과, 툴부, 제 1 촬상 유닛 및 제 2 촬상 유닛을 지지하는 헤드부와, 제 1 화상에 찍힌 기준 지표의 상인 제 1 지표상과, 제 2 화상에 찍힌 기준 지표의 상인 제 2 지표상에 근거해 기준 지표의 삼차원 좌표를 산출하는 산출부와, 삼차원 좌표에 근거해 툴부를 대상물에 대해서 접근 또는 격리시키는 구동 제어부를 구비한다. 이러한 위치 제어 장치에 의해, 헤드부에 대한 대상물의 정확한 삼차원 좌표 계측을 실현함과 아울러, 대상물의 삼차원 좌표 계측에서부터 작업의 실행까지의 리드 타임을 단축할 수 있다.The position control device includes a tool unit for performing work on an object mounted on a stage, a first imaging unit that captures a reference indicator set on the stage or the object and outputs a first image, and captures the reference indicator and outputs a second image. A second image capturing unit, a tool portion, a head portion supporting the first imaging unit and the second imaging unit, a first image of a reference indicator captured in the first image, and a second image of the reference indicator captured in the second image. It includes a calculation unit that calculates three-dimensional coordinates of a reference index based on two ground images, and a drive control unit that approaches or separates the tool unit from an object based on the three-dimensional coordinates. With such a position control device, it is possible to realize accurate three-dimensional coordinate measurement of an object relative to the head and shorten the lead time from measurement of the three-dimensional coordinates of an object to execution of work.

Description

위치 제어 장치, 위치 제어 방법, 위치 제어 프로그램 및 본딩 장치Position control device, position control method, position control program and bonding device

본 발명은 위치 제어 장치, 위치 제어 방법, 위치 제어 프로그램 및 본딩 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a position control device, a position control method, a position control program, and a bonding device.

예를 들면 다이 본더 등 반도체 칩의 제조시에 이용되는 장치에서는 우선 다이 패드 등의 작업 대상물을 바로 위에서부터 카메라로 촬상해 그 위치를 확인한다. 그리고, 카메라를 퇴피시키고 나서 본딩 툴 등의 툴을 지지하는 헤드부를 해당 작업 대상의 바로 위로 이동시켜서 본딩 등의 작업을 수행하고 있었다(예를 들어 특허문헌 1 참조).For example, in a device used in the manufacture of a semiconductor chip, such as a die bonder, first, a workpiece such as a die pad is captured with a camera from directly above, and its position is confirmed. Then, after retracting the camera, the head unit supporting the tool such as the bonding tool was moved directly above the work subject, and bonding or the like was performed (see Patent Document 1, for example).

일본 특허공개공보 제2014－036068호Japanese Patent Laid-Open No. 2014-036068

위치 확인과 작업을 순차적으로 실행하는 경우에는 시간을 필요로 할 뿐만 아니라 위치 확인과 작업 동안에 열의 영향 등으로 인해 계측한 위치에 편차가 발생하는 수가 있다. 또한, 헤드부와는 별개인 구조체에 촬상 유닛을 장착하면, 계측 오차를 일으키는 요인이 증대된다. 한편，종래의 촬상 유닛을 헤드부의 툴 옆에 설치하면, 그 시야의 협소함 때문에 작업 대상물을 관찰하는 것이 곤란했다.In the case of executing the positioning and operation sequentially, not only time is required, but also deviation may occur in the measured position due to the effect of heat during the positioning and operation. In addition, if the imaging unit is mounted on a structure separate from the head portion, factors causing measurement errors increase. On the other hand, when the conventional imaging unit is installed next to the tool in the head part, it is difficult to observe the work object due to the narrow field of view.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해서 안출된 것으로, 헤드부에 대한 대상물의 정확한 삼차원 좌표 계측을 실현함과 아울러, 대상물의 삼차원 좌표 계측에서부터 작업의 실행까지의 리드 타임을 단축할 수 있는 위치 제어 장치 등을 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve these problems, and it is a position control device capable of realizing accurate three-dimensional coordinate measurement of an object with respect to the head and shortening the lead time from measuring the three-dimensional coordinates of an object to execution of work. etc. is to be provided.

본 발명의 제 1 양태에서의 위치 제어 장치는, 스테이지에 탑재된 대상물에 대해서 작업을 수행하는 툴부와, 스테이지 또는 대상물에 설정된 기준 지표를 촬상해 제 1 화상을 출력하는 제 1 촬상 유닛과, 기준 지표를 촬상해 제 2 화상을 출력하는 제 2 촬상 유닛과, 툴부, 제 1 촬상 유닛 및 제 2 촬상 유닛을 지지하는 헤드부와, 제 1 화상에 찍힌 기준 지표의 상인 제 1 지표상과 제 2 화상에 찍힌 기준 지표의 상인 제 2 지표상에 근거해 기준 지표의 삼차원 좌표를 산출하는 산출부와, 삼차원 좌표에 근거해 툴부를 대상물에 대해서 접근 또는 격리시키는 구동 제어부를 구비한다.A position control device according to a first aspect of the present invention includes a tool unit for performing operations on an object mounted on a stage, a first imaging unit for imaging a reference index set on the stage or object and outputting a first image, and a reference A second imaging unit that captures a land surface and outputs a second image, a tool portion, a head portion that supports the first imaging unit and the second imaging unit, and a first land surface image and a second land surface image that are images of reference indicators captured in the first image It includes a calculator that calculates three-dimensional coordinates of the reference indicator based on a second indicator image, which is an image of the reference indicator captured in the image, and a drive control unit that approaches or separates the tool unit from an object based on the three-dimensional coordinates.

또한, 본 발명의 제 2 양태에서의 위치 제어 방법은, 스테이지 또는 스테이지에 탑재된 대상물에 설정된 기준 지표를, 헤드부에 의해 지지되고 있는 제 1 촬상 유닛 및 제 2 촬상 유닛의 각각에 촬상시키는 촬상 단계와, 제 1 촬상 유닛이 출력하는 제 1 화상에 찍힌 기준 지표의 상인 제 1 지표상과 제 2 촬상 유닛이 출력하는 제 2 화상에 찍힌 기준 지표의 상인 제 2 지표상에 근거해 기준 지표의 삼차원 좌표를 산출하는 산출 단계와, 헤드부에 의해 지지되어 대상물에 대해서 작업을 수행하는 툴부를, 삼차원 좌표에 근거해 대상물에 대해서 접근 또는 격리시키는 구동 단계를 가진다.Further, in the position control method in the second aspect of the present invention, a reference indicator set on a stage or an object mounted on the stage is imaged by the first imaging unit and the second imaging unit supported by the head unit, respectively. and a reference indicator based on a first indicator image captured in the first image output by the first imaging unit and a second indicator image captured in the second image output by the second imaging unit. It has a calculation step of calculating three-dimensional coordinates, and a driving step of approaching or isolating the tool part supported by the head and performing work with respect to the object based on the three-dimensional coordinates.

또한, 본 발명의 제 3 양태에서의 위치 제어 프로그램은, 스테이지 또는 스테이지에 탑재된 대상물에 설정된 기준 지표를, 헤드부에 의해 지지되고 있는 제 1 촬상 유닛 및 제 2 촬상 유닛의 각각에 촬상시키는 촬상 단계와, 제 1 촬상 유닛이 출력하는 제 1 화상에 찍힌 기준 지표의 상인 제 1 지표상과 제 2 촬상 유닛이 출력하는 제 2 화상에 찍힌 기준 지표의 상인 제 2 지표상에 근거해 기준 지표의 삼차원 좌표를 산출하는 산출 단계와, 헤드부에 의해 지지되어 대상물에 대해서 작업을 수행하는 툴부를, 삼차원 좌표에 근거해 대상물에 대해서 접근 또는 격리시키는 구동 단계를 컴퓨터에 실행시킨다.In addition, the position control program in the third aspect of the present invention captures a reference index set on a stage or an object mounted on the stage to each of the first imaging unit and the second imaging unit supported by the head unit. and a reference indicator based on a first indicator image captured in the first image output by the first imaging unit and a second indicator image captured in the second image output by the second imaging unit. A calculation step of calculating three-dimensional coordinates and a driving step of approaching or isolating the tool part supported by the head and performing work on an object based on the three-dimensional coordinates are executed on the computer.

또한, 본 발명의 제 4 양태에서의 본딩 장치는, 스테이지에 탑재된 기판의 탑재 영역에 대해서 반도체 칩을 본딩하는 본딩 툴과, 스테이지 또는 기판에 설정된 기준 지표를 촬상해 제 1 화상을 출력하는 제 1 촬상 유닛과, 기준 지표를 촬상해 제 2 화상을 출력하는 제 2 촬상 유닛과, 본딩 툴, 제 1 촬상 유닛 및 제 2 촬상 유닛을 지지하는 헤드부와, 제 1 화상에 찍힌 기준 지표의 상인 제 1 지표상과 제 2 화상에 찍힌 기준 지표의 상인 제 2 지표상에 근거해 기준 지표의 삼차원 좌표를 산출하는 산출부와, 삼차원 좌표에 근거해 반도체 칩을 홀딩하는 본딩 툴을 탑재 영역에 대해서 접근 또는 격리시키는 구동 제어부를 구비한다.Further, a bonding device according to a fourth aspect of the present invention includes a bonding tool for bonding a semiconductor chip to a mounting region of a substrate mounted on a stage, and a first image output by capturing a reference indicator set on the stage or substrate. 1 imaging unit, a 2nd imaging unit for capturing a reference index and outputting a 2nd image, a bonding tool, a head unit supporting the 1st imaging unit and the 2nd imaging unit, and an image of the reference index captured in the 1st image A calculation unit that calculates three-dimensional coordinates of the reference indicator based on the first indicator image and the second indicator image, which is an image of the reference indicator captured in the second image, and a bonding tool for holding the semiconductor chip based on the three-dimensional coordinates, relative to the mounting area. A driving control unit for approaching or isolating is provided.

본 발명에 의해, 헤드부에 대한 대상물의 정확한 삼차원 좌표 계측을 실현함과 아울러, 대상물의 삼차원 좌표 계측에서부터 작업의 실행까지의 리드 타임을 단축할 수 있는 위치 제어 장치 등을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a position control device or the like capable of realizing accurate three-dimensional coordinate measurement of an object with respect to the head and shortening the lead time from measurement of the three-dimensional coordinates of an object to execution of a job.

도 1은 본 실시예에 따른 다이 본더의 주요부를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는 다이 본더의 시스템 구성도이다.
도 3은 샤임플러그(scheimpflug) 광학계를 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 삼차원 좌표의 산출 원리를 설명하기 위한 설명도이다.
도 5는 연산 처리부의 처리 순서를 설명하는 흐름도이다.
도 6은 １개의 다이 패드에 대해서 2개의 지표를 마련했을 경우의 중심 좌표의 산출을 설명하는 도면이다.
도 7은 본딩 툴의 선단부에 확인 지표를 마련한 모습을 도시하는 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing a main part of a die bonder according to the present embodiment.
2 is a system configuration diagram of a die bonder.
3 is an explanatory diagram for explaining a Scheimpflug optical system.
4 is an explanatory diagram for explaining the calculation principle of three-dimensional coordinates.
5 is a flowchart illustrating a processing sequence of an arithmetic processing unit.
Fig. 6 is a diagram explaining calculation of center coordinates when two indices are provided for one die pad.
7 is a perspective view showing a state in which a confirmation indicator is provided at the front end of a bonding tool.

이하， 발명의 실시의 형태를 통해서 본 발명을 설명하되, 특허 청구의 범위에 따른 발명을 이하의 실시예에 한정하는 것은 아니다. 또한, 실시예에서 설명하는 구성의 전부가 과제를 해결하기 위한 수단이라고는 할 수 없다.Hereinafter, the present invention will be described through the embodiments of the invention, but the invention according to the claims is not limited to the following examples. In addition, it cannot be said that all of the configurations described in the embodiments are means for solving the problem.

도 1은 본 실시예에 따른 다이 본더(100)의 주요부를 모식적으로 도시하는 사시도이다. 다이 본더(100)는 위치 제어 장치가 도입된 반도체 제조 장치의 일례로서, 반도체 칩(310)을 리드 프레임(330)의 다이 패드(320)에 탑재해서 접착하는 본딩 장치이다. 리드 프레임(330)은 스테이지(220)에 탑재되는 기판의 일례로서, 다이 패드(320)는 기판이 리드 프레임(330)인 경우의 반도체 칩(310)을 탑재하는 탑재 영역이다.1 is a perspective view schematically showing a main part of a die bonder 100 according to the present embodiment. The die bonder 100 is an example of a semiconductor manufacturing device in which a position control device is introduced, and is a bonding device for mounting and bonding a semiconductor chip 310 to a die pad 320 of a lead frame 330 . The lead frame 330 is an example of a substrate mounted on the stage 220, and the die pad 320 is a mounting area for mounting the semiconductor chip 310 when the substrate is the lead frame 330.

다이 본더(100)는 주로 헤드부(110), 본딩 툴(120), 제 1 촬상 유닛(130), 제 2 촬상 유닛(140)을 구비한다. 헤드부(110)는 본딩 툴(120), 제 1 촬상 유닛(130), 제 2 촬상 유닛(140)을 지지하고, 헤드 구동 모터(150)에 의해 평면 방향으로 이동 가능하다. 평면 방향은, 도시하는 바와 같이 X축 방향과 Y축 방향으로 정해지는 수평 방향이며, 가대(架臺210)에 탑재된 스테이지(220)의 이동 방향이기도 하다.The die bonder 100 mainly includes a head unit 110, a bonding tool 120, a first imaging unit 130, and a second imaging unit 140. The head unit 110 supports the bonding tool 120 , the first imaging unit 130 , and the second imaging unit 140 , and is movable in a plane direction by the head driving motor 150 . As illustrated, the plane direction is a horizontal direction determined by the X-axis direction and the Y-axis direction, and is also the movement direction of the stage 220 mounted on the mount 210.

본딩 툴(120)은 선단부에 반도체 칩(310)을 흡착해, 스테이지(220)에 탑재된 리드 프레임(330)의 다이 패드(320)에 탑재해 가압/가열하여 접착한다. 본딩 툴(120)은 툴 구동 모터(160)에 의해 헤드부(110)에 대해서 높이 방향으로 이동 가능하다. 높이 방향은 도시하는 바와 같이 평면 방향으로 직교하는 Z축 방향이다.The bonding tool 120 adsorbs the semiconductor chip 310 to the front end, mounts it on the die pad 320 of the lead frame 330 mounted on the stage 220, and presses/heats it to bond it. The bonding tool 120 is movable in the height direction with respect to the head unit 110 by the tool driving motor 160 . As shown in the figure, the height direction is the Z-axis direction orthogonal to the plane direction.

제 1 촬상 유닛(130)은 본딩 툴(120)의 하부에 위치하는 리드 프레임(330)을 촬상하기 위한 촬상 유닛으로서, 제 1 광학계(131)와 제 1 촬상 소자(132)를 구비한다. 구체적으로는 후술하겠지만, 제 1 촬상 유닛(130)은 광축을 본딩 툴(120)의 아래쪽을 향해 헤드부(110)에 비스듬히 설치되어 있다. 제 1 광학계(131)와 제 1 촬상 소자(132)는, 스테이지(220)의 스테이지면에 평행한 평면이 초점면이 되도록 샤임플러그(Schimpflug) 조건을 만족하여 배치되어 있다.The first imaging unit 130 is an imaging unit for capturing an image of the lead frame 330 located under the bonding tool 120, and includes a first optical system 131 and a first imaging device 132. Although described later in detail, the first imaging unit 130 is installed at an angle to the head portion 110 with the optical axis directed downward of the bonding tool 120 . The first optical system 131 and the first imaging device 132 are arranged so that a plane parallel to the stage plane of the stage 220 is the focal plane, satisfying the Schimpflug condition.

제 2 촬상 유닛(140)은 본딩 툴(120)의 아래쪽에 위치하는 리드 프레임(330)을 촬상하기 위한 촬상 유닛으로서, 제 2 광학계(141)와 제 2 촬상 소자(142)를 구비한다. 구체적으로는 후술하겠지만, 제 2 촬상 유닛(140)은 본딩 툴(120)에 대해서 제 1 촬상 유닛(130)과는 반대측에, 광축을 본딩 툴(120)의 아래쪽을 향해 헤드부(110)에 비스듬히 설치되어 있다. 제 2 광학계(141)와 제 2 촬상 소자(142)는, 스테이지(220)의 스테이지면에 평행한 평면이 초점면이 되도록 샤임플러그 조건을 만족하여 배치되어 있다.The second imaging unit 140 is an imaging unit for imaging the lead frame 330 located below the bonding tool 120, and includes a second optical system 141 and a second imaging device 142. Although described later in detail, the second imaging unit 140 is on the side opposite to the first imaging unit 130 with respect to the bonding tool 120, and the optical axis is directed downward of the bonding tool 120 to the head portion 110. It is installed obliquely. The second optical system 141 and the second imaging element 142 are arranged so that the plane parallel to the stage plane of the stage 220 is the focal plane, satisfying the Scheimpflug condition.

XYZ 좌표계는 헤드부(110)의 기준 위치를 원점으로 하는 공간 좌표계이다. 다이 본더(100)는 리드 프레임(330)에 마련된 지표(321)를 제 1 촬상 유닛(130) 및 제 2 촬상 유닛(140)에 의해 촬상하고, 그러한 상들로부터 지표(321)의 삼차원 좌표(XR, YR, ZR)를 산출한다. 지표(321)는 레퍼런스 마크로서의 기준 지표이다. 기준 지표는 전용으로 마련되는 레퍼런스 마크 외에, 작업 대상 위에 관찰할 수 있는 배선 패턴, 홈, 엣지 등 안정적으로 삼차원 좌표를 산출할 수 있는 대상이면 된다.The XYZ coordinate system is a spatial coordinate system with the reference position of the head unit 110 as the origin. In the die bonder 100, the index 321 provided on the lead frame 330 is imaged by the first imaging unit 130 and the second imaging unit 140, and the three-dimensional coordinates (X R , Y R , Z R ) are calculated. Indicator 321 is a fiducial indicator as a reference mark. In addition to the reference mark prepared exclusively for the reference index, any object from which three-dimensional coordinates can be calculated stably, such as a wiring pattern, groove, edge, etc., that can be observed on the workpiece can be used.

리드 프레임(330) 표면에 있어서, 지표(321)에 대한 다이 패드(320)의 상대 위치는 이미 알고 있다. 따라서, 다이 본더(100)는 지표(321)의 삼차원 좌표(XR, YR, ZR)로부터 다이 패드(320)의 중심 좌표(XT, YT, ZT)를 도출할 수 있다. 한편, 본 실시예에서는, 다이 패드(320)와 지표(321)는 리드 프레임(330)의 동일 평면 상에 마련되어 있는 것을 상정하고 있으므로, ZR=ZT이다. 다이 본더(100)는 다이 패드(320)의 중심 좌표(XT, YT, ZT)를 접근 목표로 해서 헤드부(110) 및 본딩 툴(120)을 구동하고, 반도체 칩(310)을 해당 좌표로 이송한다.The position of the die pad 320 relative to the index 321 on the surface of the lead frame 330 is already known. Accordingly, the die bonder 100 may derive the center coordinates (X T , Y T , Z T ) of the die pad 320 from the three-dimensional coordinates (X R , Y R , Z R ) of the indicator 321 . On the other hand, in this embodiment, since it is assumed that the die pad 320 and the indicator 321 are provided on the same plane of the lead frame 330, Z R =Z T . The die bonder 100 drives the head unit 110 and the bonding tool 120 with the center coordinates (X T , Y T , Z T ) of the die pad 320 as an approach target, and forms the semiconductor chip 310 . transfer to the corresponding coordinates.

도 2는 다이 본더(100)의 시스템 구성도이다. 다이 본더(100)의 제어 시스템은 주로 연산 처리부(170), 기억부(180), 입출력 디바이스(190), 제 1 촬상 유닛(130), 제 2 촬상 유닛(140), 헤드 구동 모터(150), 툴 구동 모터(160)에 의해 구성된다. 연산 처리부(170)는, 다이 본더(100)의 제어와 프로그램의 실행 처리를 수행하는 프로세서(CPU：Central Processing Unit)이다. 프로세서는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)나 GPU(Graphics Processing Unit) 등의 연산 처리 칩과 연계되는 구성이어도 무방하다. 연산 처리부(170)는 기억부(180)에 저장된 위치 제어 프로그램을 판독하여 위치 제어에 관한 다양한 처리를 실행한다.2 is a system configuration diagram of the die bonder 100. The control system of the die bonder 100 mainly includes an arithmetic processing unit 170, a storage unit 180, an input/output device 190, a first imaging unit 130, a second imaging unit 140, and a head driving motor 150. , is constituted by the tool drive motor 160. The arithmetic processing unit 170 is a processor (CPU: Central Processing Unit) that controls the die bonder 100 and executes a program. The processor may be configured to be associated with an arithmetic processing chip such as an Application Specific Integrated Circuit (ASIC) or a Graphics Processing Unit (GPU). The arithmetic processing unit 170 reads the position control program stored in the storage unit 180 and executes various processes related to position control.

기억부(180)는 비휘발성 기억 매체로서, 예를 들면 HDD(Hard Disk Drive)에 의해 구성되어 있다. 기억부(180)는, 다이 본더(100)의 제어나 처리를 실행하는 프로그램 외에도, 제어나 연산에 이용되는 여러가지 파라미터 값, 함수, 룩업 테이블 등을 저장할 수 있다. 기억부(180)는 특히 변환 테이블(181)을 저장하고 있다. 변환 테이블(181)은 구체적으로는 후술하겠지만, 제 1 지표상(像)의 좌표값과 제 2 지표상의 좌표값을 입력하면, 지표(321)의 삼차원 좌표(XR, YR, ZR)로 변환하는 룩업 테이블이다. 여기서, 제 1 지표상은 제 1 촬상 유닛(130)이 출력하는 제 1 화상에 찍힌 지표(321)의 상(像)이고, 제 2 지표상은 제 2 촬상 유닛(140)이 출력하는 제 2 화상에 찍힌 지표(321)의 상이다.The storage unit 180 is a non-volatile storage medium, and is constituted by, for example, a HDD (Hard Disk Drive). The storage unit 180 may store various parameter values, functions, lookup tables, and the like used for control or calculation, as well as programs for controlling or processing the die bonder 100 . The storage unit 180 stores the conversion table 181 in particular. The conversion table 181 will be described later in detail, but when the coordinate values on the first ground surface and the coordinate values on the second land surface are input, the three-dimensional coordinates (X R , Y R , Z R ) of the land surface 321 It is a lookup table that converts to . Here, the first ground image is an image of the land surface 321 captured in the first image output by the first imaging unit 130, and the second ground image is the second image output by the second imaging unit 140. It is the image of the stamped indicator 321.

입출력 디바이스(190)는 예를 들면 키보드, 마우스, 표시 모니터를 포함하며, 사용자에 의한 메뉴 조작을 접수하거나 사용자에게 정보를 제시하거나 하는 디바이스이다. 예를 들면, 연산 처리부(170)는, 입출력 디바이스(190)의 1개의 표시 모니터에 제 1 화상과 제 2 화상을 나란히 표시해도 괜찮다.The input/output device 190 includes, for example, a keyboard, a mouse, and a display monitor, and is a device that accepts a user's menu operation or presents information to the user. For example, the arithmetic processing unit 170 may display the first image and the second image side by side on one display monitor of the input/output device 190 .

제 1 촬상 유닛(130)은 연산 처리부(170)로부터 촬상 요구 신호를 받아 촬상을 실행하여, 제 1 촬상 소자(132)가 출력한 제 1 화상을 화상 신호로서 연산 처리부(170)에 송신한다. 마찬가지로, 제 2 촬상 유닛(140)은 연산 처리부(170)로부터 촬상 요구 신호를 받아 촬상을 실행하여, 제 2 촬상 소자(142)가 출력한 제 2 화상을 화상 신호로서 연산 처리부(170)에 송신한다.The first imaging unit 130 receives an imaging request signal from the arithmetic processing unit 170, performs imaging, and transmits the first image output by the first imaging element 132 to the arithmetic processing unit 170 as an image signal. Similarly, the second imaging unit 140 receives the imaging request signal from the arithmetic processing unit 170, performs imaging, and transmits the second image output by the second imaging element 142 as an image signal to the arithmetic processing unit 170. do.

헤드 구동 모터(150)는 연산 처리부(170)로부터 구동 신호를 받아 헤드부(110)를 XY 방향으로 이동시킨다. 툴 구동 모터(160)는 연산 처리부(170)로부터 구동 신호를 받아 본딩 툴(120)을 Z방향으로 이동시킨다.The head driving motor 150 receives a driving signal from the arithmetic processing unit 170 and moves the head unit 110 in the XY direction. The tool driving motor 160 receives a driving signal from the arithmetic processing unit 170 and moves the bonding tool 120 in the Z direction.

연산 처리부(170)는, 위치 제어 프로그램이 지시하는 처리에 따라 여러가지 연산을 실행하는 기능 연산부로서의 역할도 담당한다. 연산 처리부(170)는 화상 획득부(171), 산출부(172), 구동 제어부(173)로서 기능할 수 있다. 화상 획득부(171)는 제 1 촬상 유닛(130) 및 제 2 촬상 유닛(140)에 촬상 요구 신호를 송신하고, 제 1 화상의 화상 신호 및 제 2 화상의 화상 신호를 획득한다.The arithmetic processing unit 170 also plays a role as a functional arithmetic unit that executes various calculations according to the processing instructed by the position control program. The arithmetic processing unit 170 may function as an image acquisition unit 171 , a calculation unit 172 , and a driving control unit 173 . The image acquisition unit 171 transmits an image capture request signal to the first image capture unit 130 and the second image capture unit 140, and obtains an image signal of the first image and an image signal of the second image.

산출부(172)는, 제 1 화상에 찍힌 지표(321)의 상인 제 1 지표상과 제 2 화상에 찍힌 지표(321)의 상인 제 2 지표상에 근거해 지표(321)의 삼차원 좌표(XR, YR, ZR)를 산출한다. 구체적으로는, 변환 테이블(181)을 이용해 삼차원 좌표 좌표(XR, YR, ZR)를 얻는다. 구동 제어부(173)는 헤드 구동 모터(150)를 구동하는 구동 신호와 툴 구동 모터(160)를 구동하는 구동 신호를 생성해 각각의 모터에 송신한다. 예를 들면, 산출부(172)가 지표(321)의 삼차원 좌표(XR, YR, ZR)로부터 다이 패드(320)의 중심 좌표(XT, YT, ZT)를 산출하면, 본딩 툴(120)을 (XT, YT, ZT)에 접근시키는 구동 신호를 생성해 툴 구동 모터(160)에 송신한다.The calculation unit 172 calculates the three-dimensional coordinates (X R , Y R , Z R ) are calculated. Specifically, three-dimensional coordinate coordinates (X R , Y R , Z R ) are obtained using the conversion table 181 . The driving control unit 173 generates a driving signal for driving the head driving motor 150 and a driving signal for driving the tool driving motor 160 and transmits them to the respective motors. For example, when the calculator 172 calculates the center coordinates (X T , Y T , Z T ) of the die pad 320 from the three-dimensional coordinates (X R , Y R , Z R ) of the index 321, A driving signal for bringing the bonding tool 120 closer to (X T , Y T , Z T ) is generated and transmitted to the tool driving motor 160 .

도 3은 제 1 촬상 유닛(130)에 채용되고 있는 샤임플러그 광학계를 설명하기 위한 설명도이다. 제 2 촬상 유닛(140)에도 마찬가지의 샤임플러그 광학계가 채용되고 있는데, 여기에서는 대표로 제 1 촬상 유닛(130)의 샤임플러그 광학계에 대해서 설명한다.FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the Scheimpflug optical system employed in the first imaging unit 130. As shown in FIG. The same Scheimpflug optical system is also employed in the second imaging unit 140, but here, the Scheimpflug optical system of the first imaging unit 130 will be described as a representative.

도 3에 있어서, 평면(S1)은 스테이지(220)의 스테이지면에 대해서 평행하게 배치되는 다이 패드(320)의 예정 초점면이다. 가상면(S2)은 물측(物側) 렌즈군(131a)과 상측(像側) 렌즈군(131b)을 구성군으로 하는 제 1 광학계(131)의 주 평면을 포함하는 평면이다. 평면(S3)은 제 1 촬상 소자(132)의 수광면을 포함하는 평면이다. 본 실시예에 있어서 샤임플러그 광학계는, 샤임플러그 조건을 만족하여 배치되어 있는 제 1 광학계(131)와 제 1 촬상 소자(132)를 포함한다. 샤임플러그 조건을 만족하는 배치라 함은, 평면(S1), 가상면(S2), 가상면(S3)이 공통의 직선(P) 상에서 서로 교차하는 배치이다.In FIG. 3 , plane S 1 is the intended focal plane of the die pad 320 disposed parallel to the stage surface of the stage 220 . The virtual plane S 2 is a plane including the main plane of the first optical system 131 having the object-side lens group 131a and the image-side lens group 131b as constituent groups. The plane S 3 is a plane including the light-receiving surface of the first imaging element 132 . In this embodiment, the Scheimpflug optical system includes a first optical system 131 and a first imaging device 132 arranged to satisfy the Scheimpflug condition. An arrangement that satisfies the Scheimpflug condition is an arrangement in which the plane S 1 , the imaginary plane S 2 , and the imaginary plane S 3 intersect each other on a common straight line P.

또한, 도 3은 샤임플러그 조건을 알기 쉽게 설명하기 위해서, 물측 렌즈군(131a)과 다이 패드(320)를 접근시켜 도시하고 있지만, 실제로는 도 1에 도시하는 바와 같이 서로 떨어져 있다. 본딩 툴(120)은 다이 패드(320)의 상부 공간에 있어서 제 1 촬상 유닛(130)과 간섭 없이 Z축 방향으로 이동할 수가 있다.3 shows the object-side lens group 131a and the die pad 320 approaching each other in order to explain the Scheimpflug condition in an easy-to-understand manner. The bonding tool 120 can move in the Z-axis direction without interfering with the first imaging unit 130 in the upper space of the die pad 320 .

조리개(133)는 물(物)측 렌즈군(131a)과 상(像)측 렌즈군(131b)의 사이에 배치되며, 통과하는 광속을 제한한다. 조리개(133)의 지름에 따라 피사계 심도(DP)를 조정할 수 있다. 따라서, 예를 들면 반도체 칩(310)을 홀딩하는 본딩 툴(120)의 선단부가 피사계 심도(DP) 안까지 접근하면, 제 1 촬상 유닛(130)은 반도체 칩(310)과 리드 프레임(330) 면 모두를 초점이 맞는 상태로 촬상할 수 있다.The diaphragm 133 is disposed between the object-side lens group 131a and the image-side lens group 131b, and limits the light flux passing therethrough. Depending on the diameter of the diaphragm 133, the depth of field (D P ) may be adjusted. Therefore, for example, when the front end of the bonding tool 120 holding the semiconductor chip 310 approaches the depth of field D P , the first imaging unit 130 moves the semiconductor chip 310 and the lead frame 330 It is possible to capture images in a state in which all surfaces are in focus.

제 1 촬상 유닛(130)은 이상과 같이 샤임플러그 조건을 만족하고 있으므로, 리드 프레임(330) 상에 마련된 지표(321)가 제 1 촬상 유닛(130)의 시야에 들어가 있는 한, 지표(321)를 초점이 맞는 상태로 촬상할 수 있다. 또한, 지표(321)와 다이 패드(320) 모두를 초점이 맞는 상태로 일 화상에 촬상할 수도 있다.Since the first imaging unit 130 satisfies the Scheimpflug condition as described above, as long as the indicator 321 provided on the lead frame 330 is within the field of view of the first imaging unit 130, the indicator 321 can be captured in a focused state. In addition, one image may be captured with both the indicator 321 and the die pad 320 in focus.

제 2 촬상 유닛(140)은, 제 1 촬상 유닛(130)과 동일한 구성을 가지며, 본딩 툴(120)의 중심축을 포함하는 YZ 평면에 대해서 대칭으로 헤드부(110)에 배설되어 있다. 따라서, 제 2 촬상 유닛(140)도 제 1 촬상 유닛(130)과 마찬가지로, 리드 프레임(330) 상에 마련된 지표(321)가 제 2 촬상 유닛(140)의 시야에 들어가 있는 한, 지표(321)를 초점이 맞는 상태로 촬상할 수 있다. 또한, 지표(321)와 다이 패드(320) 모두를 초점이 맞는 상태로 일 화상에 촬상할 수도 있다.The 2nd imaging unit 140 has the same structure as the 1st imaging unit 130, and is arrange|positioned in the head part 110 symmetrically with respect to the YZ plane containing the central axis of the bonding tool 120. Therefore, the second imaging unit 140, similarly to the first imaging unit 130, displays the indicator 321 provided on the lead frame 330 as long as the indicator 321 is within the field of view of the second imaging unit 140. ) can be captured in a focused state. In addition, one image may be captured with both the indicator 321 and the die pad 320 in focus.

본 실시예에서는, 물측 렌즈군(131a) 및 상측 렌즈군(131b)에 의해 양측 텔레센트릭을 실현하고 있다. 이것에 의해 관찰 대상을 촬상 소자 위에 일정한 배율로 결상시킬 수가 있으므로, 삼차원 좌표의 산출에는 안성맞춤이다. 특히 샤임플러그 광학계에 있어서는, 직선(P) 측에 존재하는 관찰 대상도 직선(P)로부터 먼 쪽에 존재하는 관찰 대상도 결상면에서는 동배율이 되는 대물측 텔레센트릭인 것이 바람직하다.In this embodiment, bilateral telecentricity is realized by the object lens group 131a and the image lens group 131b. This is suitable for calculation of three-dimensional coordinates, since the object of observation can be imaged at a constant magnification on the imaging device. Particularly, in the Scheimpflug optical system, it is preferable that the object-side telecentric, which is the same magnification on the imaging plane, for observation objects that exist on the straight line P side and observation objects that exist on the far side from the straight line P.

도 4는 지표(321)의 삼차원 좌표(XR, YR, ZR)의 산출 원리를 설명하기 위한 설명도이다. 특히, 변환 테이블(181)을 생성하는 순서를 설명하는 도면이다. 변환 테이블(181)은 리드 프레임(330)과 동일한 두께를 가지는 차트(400)를 본딩 툴(120) 바로 밑의 스테이지(220) 상에 탑재하고, 이것을 촬상한 제 1 촬상 유닛(130)의 제 1 화상과 제 2 촬상 유닛(140)의 제 2 화상을 이용해 생성된다.4 is an explanatory diagram for explaining the calculation principle of the three-dimensional coordinates (X R , Y R , Z R ) of the indicator 321 . In particular, it is a diagram explaining the procedure of generating the conversion table 181. The conversion table 181 mounts the chart 400 having the same thickness as the lead frame 330 on the stage 220 immediately below the bonding tool 120, and the first imaging unit 130 captures the chart 400. It is generated using the first image and the second image of the second imaging unit 140 .

차트(400)의 표면에는, 복수의 도트(410)가 설정된 간격으로 매트릭스 형상으로 인쇄되어 있다. 이러한 차트(400)를 헤드부(110)의 높이를 Z=h1, h2, h3…으로 조정하고, 각각의 높이로 촬상을 실행해 제 1 화상과 제 2 화상의 페어를 얻는다.On the surface of the chart 400, a plurality of dots 410 are printed in a matrix at set intervals. In this chart 400, the height of the head portion 110 is Z=h 1 , h 2 , h 3 . . . , and imaging is performed at each height to obtain a pair of the first image and the second image.

제 1 촬상 유닛(130) 및 제 2 촬상 유닛(140)은 샤임플러그 광학계를 채용하므로, 얻어지는 차트상(像)(400＇)은 전면이 초점이 맞은 상태면서 각각이 서로 역방향의 사다리꼴로 왜곡되어 있다. 화상 좌표계로서 가로축을 x축, 세로축을 y 축이라고 하면, 제 1 화상과 제 2 화상에서 서로 대응하는 도트상(410＇)의 좌표는 (x1k, y1k), (x2k, y2k)와 같이 산출된다.Since the first imaging unit 130 and the second imaging unit 140 employ a Scheimpflug optical system, the resulting chart image 400' is distorted in a trapezoidal shape in opposite directions while the entire surface is in focus. there is. As an image coordinate system, if the horizontal axis is the x-axis and the vertical axis is the y-axis, the coordinates of the dot images 410' corresponding to each other in the first image and the second image are (x 1k , y 1k ), (x 2k , y 2k ) is calculated as

차트(400)의 각각의 도트(410)에 대해 스테이지(220) 상에서의 좌표(Xk, Yk)는 이미 알고 있고, 높이(hk)=ZK는 촬상시에 조정되므로, 각 도트(410)의 삼차원 좌표(Xk, Yk, ZK)는 촬영시에는 확정된다. 그리고, 높이(hk)에서 촬상된 제 1 화상과 제 2 화상의 각 도트상(像)(410＇)의 좌표(x1k, y1k), (x2k, y2k)가 산출되므로, 각각의 도트(410)와 그 상인 도트상(410＇)의 사이에서 좌표의 대응 관계를 획득할 수 있다. 즉, 촬상을 실행한 높이마다 이산적으로 삼차원 좌표(Xk, Yk, ZK)와 이차원 좌표(x1k, y1k), (x2k, y2k)의 대응 관계를 획득할 수 있다. 이러한 대응 관계를 변환 테이블(181)에 기술한다.For each dot 410 of the chart 400, the coordinates (X k , Y k ) on the stage 220 are already known, and the height (h k )=Z K is adjusted during imaging, so that each dot ( The three-dimensional coordinates (X k , Y k , Z K ) of 410) are determined at the time of photographing. Then, since the coordinates (x 1k , y 1k) and (x 2k, y 2k ) of each dot image 410' of the first image and the second image captured at the height (h k ) are calculated, respectively A correspondence relationship of coordinates can be obtained between the dot 410 of and the dot image 410' that is its image. That is, a correspondence relationship between three-dimensional coordinates (X k , Y k , Z K ), two-dimensional coordinates (x 1k , y 1k ), and (x 2k , y 2k ) can be discretely obtained for each height at which imaging is performed. This correspondence relationship is described in the conversion table 181.

이와 같이 기술되어 생성된 변환 테이블(181)은, 삼차원 좌표(Xk, Yk, ZK)와 이차원 좌표(x1k, y1k), (x2k, y2k)의 대응 관계를 나타내는 데이터의 집합체이며, 룩업 테이블로써 이용할 수 있다. 즉, 변환 테이블(181)을 참조하면, 제 1 지표상의 좌표값(x1R, y1R)과 제 2 지표상의 좌표값(x2R, y2R)을 지표(321)의 삼차원 좌표(XR, YR, ZR)로 변환할 수 있다. 한편, 산출된 (x1R, y1R)와 (x2R, y2R)의 조합이 변환 테이블(181)에 존재하지 않을 경우에는 변환 테이블(181)에 존재하는 주변 좌표에서 보간 처리를 하면 된다.The conversion table 181 described and generated in this way is the data representing the correspondence between three-dimensional coordinates (X k , Y k , Z K ) and two-dimensional coordinates (x 1k , y 1k ) and (x 2k , y 2k ) It is an aggregate and can be used as a lookup table. That is, referring to the conversion table 181, the coordinate values (x 1R , y 1R ) on the first indicator and the coordinate values (x 2R , y 2R ) on the second indicator are converted into three-dimensional coordinates (X R , Y R , Z R ). On the other hand, if the calculated combination of (x 1R , y 1R ) and (x 2R , y 2R ) does not exist in the conversion table 181, interpolation may be performed at peripheral coordinates existing in the conversion table 181.

또한, 룩업 테이블 형식의 변환 테이블(181)에 국한되지 않고, 다른 수법을 이용해 제 1 지표상의 좌표값(x1R, y1R)과 제 2 지표상의 좌표값(x2R, y2R)을 지표(321)의 삼차원 좌표(XR, YR, ZR)로 변환해도 무방하다. 예를 들면, 차트(400)를 이용해 사전에 얻어진 삼차원 좌표(Xk, Yk, ZK)와 이차원 좌표(x1k, y1k), (x2k, y2k)의 대응 관계로부터 다항식 근시함수를 구해 두고, 이것에 의해 (x1R, y1R)과 (x2R, y2R)로부터 (XR, YR, ZR)로 변환해도 된다. 이와 같이, 실측 데이터에 근거해 생성되는 룩업 테이블이나 다항식 근시함수 등을 이용하는 경우에는, 실측 데이터에 렌즈의 수차나 촬상 유닛의 부착 오차 등의 구성 요소에 기인하는 오차 요인이 흡수되므로, 보다 정밀도 높은 삼차원 좌표의 산출을 기대할 수 있다.In addition, it is not limited to the conversion table 181 in the form of a lookup table, and the coordinate values (x 1R , y 1R ) on the first ground surface and the coordinate values (x 2R , y 2R ) on the second ground surface are converted into an index ( 321) into three-dimensional coordinates (X R , Y R , Z R ). For example, a polynomial myopia function is obtained from the correspondence between three-dimensional coordinates (Xk, Yk, ZK) obtained in advance using the chart 400, two-dimensional coordinates (x 1k , y 1k ), and (x 2k , y 2k ) , and (x 1R , y 1R ) and (x 2R , y 2R ) may be converted into (X R , Y R , Z R ) by this. In this way, in the case of using a look-up table or a polynomial myopia function generated on the basis of actual measurement data, error factors due to components such as aberration of the lens and mounting error of the imaging unit are absorbed into the actual measurement data, resulting in higher precision. Calculation of three-dimensional coordinates can be expected.

한편, 실측 데이터에 의하지 않고, 샤임플러그(scheimpflug)의 기하 조건이나, 2개의 촬상 소자 사이에서 규정되는 기선 길이를 이용해 산술적으로 변환식을 구해도 된다. 예를 들면, 광학계나 촬상 소자의 기울기각 등의 물리량을 파라미터로 하는, 사다리꼴 상(像)을 직사각형 상으로 변환하는 변환 행렬을 정해 두고, 제 1 화상과 제 2 화상에 대해서 이 변환 행렬에 의해 사다리꼴 보정을 수행한다. 그리고, 사다리꼴 보정을 수행한 2개의 화상을 스테레오 화상으로 하고, 서로의 상의 위치 어긋남량으로부터 관찰 대상의 삼차원 좌표를 산출한다. 이러한 수법에 의하면, 차트 등을 이용한 사전의 실측 데이터의 획득을 생략할 수 있다는 점에서 편리하다.On the other hand, the conversion equation may be arithmetically obtained using a Scheimpflug geometric condition or a base line length defined between two imaging elements, regardless of actual measurement data. For example, a transformation matrix for transforming a trapezoidal image into a rectangular image, which uses physical quantities such as the inclination angle of an optical system and an imaging device as parameters, is determined, and the first image and the second image are converted by this transformation matrix. Perform trapezoidal correction. Then, the two images subjected to trapezoidal correction are set as stereo images, and the three-dimensional coordinates of the object to be observed are calculated from the amount of positional displacement of each other's images. According to this method, it is convenient in that it is possible to omit the acquisition of measurement data in advance using a chart or the like.

다음에, 다이 본더(100)에 의한 일련의 본딩 처리에 대해 설명한다. 도 5는, 연산 처리부(170)의 처리 순서를 설명하는 흐름도이다. 여기에서는, 본딩 툴(120)이 반도체 칩(310)을 흡착한 상태에서부터, 반도체 칩(310)을 다이 패드(320)에 접착하여 퇴피시킬 때까지의 처리에 대해 설명한다.Next, a series of bonding processes by the die bonder 100 will be described. 5 is a flowchart for explaining the processing procedure of the arithmetic processing unit 170 . Here, the process from the state where the bonding tool 120 adsorbs the semiconductor chip 310 to the time when the semiconductor chip 310 is bonded to the die pad 320 to be evacuated is described.

구동 제어부(173)는, 단계 S101에서 헤드부(110)를 기준 위치로 이동시키는 구동 신호를 헤드 구동 모터(150)에 송신한다. 헤드 구동 모터(150)는 구동 신호를 받아서 헤드부(110)를 기준 위치에 이동시킨다. 여기서, 기준 위치는 앞으로 반도체 칩(310)을 탑재할 대상인 다이 패드(320)의 바로 위에 본딩 툴(120)이 위치한다고 상정되는 초기 위치이다.The driving control unit 173 transmits a driving signal for moving the head unit 110 to the reference position to the head driving motor 150 in step S101. The head driving motor 150 receives a driving signal and moves the head unit 110 to a reference position. Here, the reference position is an initial position in which it is assumed that the bonding tool 120 is located right above the die pad 320 on which the semiconductor chip 310 will be mounted.

헤드부(110)가 기준 위치에 도달하면, 화상 획득부(171)는 단계 S102에서 제 1 촬상 유닛(130)과 제 2 촬상 유닛(140)에 촬상 요구 신호를 송신하고, 제 1 화상 데이터와 제 2 화상 데이터를 획득한다. 화상 획득부(171)는 획득한 화상 데이터를 산출부에 넘긴다.When the head unit 110 reaches the reference position, the image acquisition unit 171 transmits an image capture request signal to the first image capture unit 130 and the second image capture unit 140 in step S102, and the first image data and Acquire second image data. The image acquisition unit 171 passes the acquired image data to the calculation unit.

산출부(172)는, 단계 S103에서 화상 획득부(171)로부터 받은 제 1 화상 데이터의 제 1 화상으로부터 제 1 지표상의 좌표(x1R, y1R)를, 제 2 화상 데이터의 제 2 화상으로부터 제 2 지표상의 좌표(x2R, y2R)를 추출한다. 그리고, 단계 S104로 진행되어, 산출부(172)는 변환 테이블(181)을 참조해 (x1R, y1R)와 (x2R, y2R)의 페어에 대응하는 삼차원 좌표(XR, YR, ZR)를 얻는다. 게다가 단계 S105에서, 지표(321)에 대한 다이 패드(320)의 상대 위치의 정보를 이용해, 접근 목표인 다이 패드(320)의 중심 좌표(XT, YT, ZT)를 산출한다.The calculation unit 172 calculates the coordinates (x 1R , y 1R ) on the first land surface from the first image of the first image data received from the image acquisition unit 171 in step S103 from the second image of the second image data. Coordinates (x 2R , y 2R ) on the second surface are extracted. Then, proceeding to step S104, the calculation unit 172 refers to the conversion table 181 and obtains three-dimensional coordinates (X R , Y R ) corresponding to the pair of (x 1R , y 1R ) and ( x 2R , y 2R ) . , Z R ) is obtained. In addition, in step S105 , center coordinates (X T , Y T , Z T ) of the die pad 320 as an approach target are calculated using the information of the relative position of the die pad 320 with respect to the indicator 321 .

접근 목표가 정해지면, 구동 제어부(173)는 단계 S106에서 수평 위치의 오차를 조정하기 위해 헤드 구동 모터(150)에 구동 신호를 송신한다. 이것에 의해, 본딩 툴(120)의 중심은 수평면에 있어서 (XT, YT)에 배치된다. 다음에, 구동 제어부(173)는 단계 S107에서 산출된 Z=ZT에 근거해 본딩 툴(120)을 흡착하고 있는 반도체 칩(310)이 다이 패드(320) 상에 탑재될 때까지, 본딩 툴(120)을 다이 패드(320)에 접근시킨다. 여기서, 산출된 ZT로부터 본딩 툴(120)의 강하량은 정확하게 파악되고 있으므로, 구동 제어부(173)는 반도체 칩(310)이 다이 패드(320)와 접촉하기 직전까지 고속으로 본딩 툴(120)을 강하시켜도 된다.When the approach target is determined, the drive controller 173 transmits a drive signal to the head drive motor 150 to adjust the horizontal position error in step S106. Thereby, the center of the bonding tool 120 is arranged at (X T , Y T ) in the horizontal plane. Next, the driving control unit 173, based on Z=Z T calculated in step S107, continues until the semiconductor chip 310 holding the bonding tool 120 is mounted on the die pad 320. (120) approaches the die pad (320). Here, since the descending amount of the bonding tool 120 is accurately determined from the calculated Z T , the drive controller 173 moves the bonding tool 120 at high speed until right before the semiconductor chip 310 contacts the die pad 320 . can be strengthened

반도체 칩(310)을 다이 패드(320)에 탑재하면, 연산 처리부(170)는 단계 S108에서 반도체 칩(310)을 다이 패드(320)에 접착하는 본딩 처리를 실행한다. 본딩 처리가 완료되면, 구동 제어부(173)는 단계 S109에서 본딩 툴(120)을 상승시키고, 접착된 반도체 칩(310)으로부터 퇴피시켜 일련의 처리를 종료한다.When the semiconductor chip 310 is mounted on the die pad 320 , the arithmetic processing unit 170 performs a bonding process for bonding the semiconductor chip 310 to the die pad 320 in step S108 . When the bonding process is completed, the driving control unit 173 raises the bonding tool 120 in step S109 and withdraws it from the bonded semiconductor chip 310 to end the series of processes.

이상 설명한 본 실시예에 따르면, 앞으로 반도체 칩(310)을 탑재할 대상인 다이 패드(320)의 바로 위 부근에 본딩 툴(120)이 위치하도록 헤드부(110)를 이동시키고, 그 위치에서 지표(321)를 촬상한다. 지표(321)는 작업 대상인 다이 패드(320)의 근방에 배치되어 있고 지표(321)에 대한 다이 패드(320)의 상대 위치는 이미 알고 있으므로, 지표(321)의 삼차원 좌표가 산출되는 대로 즉시 다이 패드(320)에 대해서 작업을 실행할 수 있다. 즉, 종래 기술처럼 위치 확인과 작업을 순차적으로 실행할 필요가 없기 때문에, 계측 오차를 억제하고, 삼차원 좌표 계측에서부터 작업 실행까지의 리드 타임을 단축할 수 있다.According to the present embodiment described above, the head unit 110 is moved so that the bonding tool 120 is positioned immediately above the die pad 320, on which the semiconductor chip 310 is to be mounted, and the index ( 321) is captured. Since the index 321 is placed near the die pad 320 to be worked on, and the relative position of the die pad 320 to the index 321 is already known, the three-dimensional coordinates of the index 321 are calculated immediately. Work can be performed on the pad 320 . That is, since there is no need to perform positioning and work sequentially as in the prior art, measurement errors can be suppressed and the lead time from three-dimensional coordinate measurement to job execution can be shortened.

한편, 본 실시예와 같이 기준 지표(지표(321))와 작업 대상(다이 패드(320))이 별개인 경우에는, 이들이 각각의 촬상 유닛에서의 동일 시야 내에 들어가는 것이 바람직하다. 즉, 제 1 화상 및 제 2 화상의 각각에 양쪽 모두가 찍히도록 근접하여 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이 정도로 근접해 있으면 헤드부(110)의 수평 이동은 미미한 양으로 억제되므로 리드 타임을 더 단축할 수가 있다. 한편, 본 실시예에서는, 기준 지표로서의 지표(321)는 리드 프레임(330)의 표면에 마련되어 있지만, 작업 대상이 동일 시야 내에 들어갈 정도로 근접해 있다면, 기준 지표는 스테이지(220) 상에 마련되어 있어도 괜찮다. 또한, 툴부가 작업을 수행하는 작업 대상 자체에 기준 지표가 마련되어 있는 경우는, 그 삼차원 좌표를 직접적으로 작업 목표로 할 수가 있으므로 더욱 더 좋다.On the other hand, when the reference indicator (index 321) and the work target (die pad 320) are separate as in the present embodiment, it is preferable that they fall within the same field of view in each imaging unit. That is, it is preferable that they are disposed close to each other so that both of the first image and the second image can be captured. If they are close to this extent, the horizontal movement of the head unit 110 is suppressed to an insignificant amount, so the lead time can be further shortened. On the other hand, in this embodiment, the indicator 321 as a reference indicator is provided on the surface of the lead frame 330, but the reference indicator may be provided on the stage 220 as long as the work target is close enough to fit within the same field of view. Further, in the case where a reference indicator is provided on the work subject itself on which the tool part performs the work, it is even better because the three-dimensional coordinates can be directly set as the work target.

다음에, 몇 가지 변형예에 대해 설명한다. 상기 실시예에서는 리드 프레임(330)이 스테이지(220) 상에 바르게 설치되어 있는 것을 전제로 했다. 그러나, 실제로는 Z축 둘레로 미소량 회전한 상태로 설치되어 버리는 수도 있다. 이러한 설치 오차가 존재하면, 지표(321)에 대한 다이 패드(320)의 상대 위치를 미리 알고 있더라도, 지표(321)의 삼차원 좌표(XR, YR, ZR)로부터 다이 패드(320)의 중심 좌표(XT, YT, ZT)를 올바르게 산출할 수가 없다. 그래서, 리드 프레임(330) 상에 １개의 다이 패드(320)에 대해서 2개 이상의 지표를 마련한다.Next, several modified examples are described. In the above embodiment, it is assumed that the lead frame 330 is properly installed on the stage 220 . However, in practice, it may be installed in a state where it rotates a small amount around the Z axis. If such an installation error exists, even if the relative position of the die pad 320 with respect to the index 321 is known in advance, the three-dimensional coordinates (X R , Y R , Z R ) of the index 321 determine the position of the die pad 320. The center coordinates (X T , Y T , Z T ) cannot be calculated correctly. Therefore, two or more indicators are provided for one die pad 320 on the lead frame 330 .

도 6은 １개의 다이 패드(320)에 대해서 2개의 지표를 마련했을 경우의 중심 좌표의 산출을 설명하는 도면이다. 도시하는 바와 같이, 예를 들면 리드 프레임(330) 상에 다이 패드(320)를 사이에 두고 대각 상에 지표(A321a)와 지표(B321b)의 2개의 지표가 각각 마련되어 있는 경우에는, 제 1 화상에는 지표(A321a)와 지표(B321b)의 2개의 지표상이 찍히고, 마찬가지로 제 2 화상에도 지표(A321a)와 지표(B321b)의 2개의 지표상이 찍힌다. 산출부(172)는, 제 1 화상에 찍힌 지표(A321a)의 지표상의 좌표와 제 2 화상에 찍힌 지표(A321a)의 지표상의 좌표의 페어로부터 지표(A321a)의 삼차원 좌표(XRA, YRA, ZRA)를 산출한다. 마찬가지로 제 1 화상에 찍힌 지표(B321b)의 지표상의 좌표와 제 2 화상에 찍힌 지표(B321b)의 지표상의 좌표의 페어로부터 지표(B321b)의 삼차원 좌표(XRB, YRB, ZRB)를 산출한다.FIG. 6 is a diagram explaining calculation of center coordinates when two indices are provided for one die pad 320. As shown in FIG. As shown in the figure, for example, when two indicators A321a and B321b are provided on a diagonal with the die pad 320 interposed on the lead frame 330, the first image , two ground images of the indicator A321a and the indicator B321b are captured, and similarly, two ground images of the indicator A321a and the indicator B321b are captured in the second image. The calculation unit 172 calculates the three-dimensional coordinates (X RA , Y RA ) of the index A321a from the pair of the coordinates of the index A321a captured in the first image and the coordinates on the index A321a captured in the second image. , Z RA ). Similarly, three-dimensional coordinates (X RB , Y RB , Z RB ) of the index B321b are calculated from a pair of coordinates on the index B321b captured in the first image and coordinates on the index B321b captured in the second image. do.

지표(A321a)와 지표(B321b)의 상대 좌표는 이미 알고 있기 때문에 이들 2개의 삼차원 좌표가 산출되면, Z축 둘레의 회전량(θ)을 파악할 수 있다. Z축 둘레의 회전량(θ)은 스테이지(220)에 대한 리드 프레임(330)의 설치 오차이므로, 산출부(172)는 이 설치 오차를 가미하여 중심 좌표(XT, YT, ZT)를 산출할 수 있다. 즉, 구동 제어부(173)는 본딩 툴(120)을 다이 패드(320)에 접근시킬 수가 있다.Since the relative coordinates of the indicators A321a and B321b are already known, when these two three-dimensional coordinates are calculated, the amount of rotation θ around the Z axis can be grasped. Since the rotation amount (θ) around the Z axis is the installation error of the lead frame 330 with respect to the stage 220, the calculation unit 172 takes this installation error into account to calculate the center coordinates (X T , Y T , Z T ) can be calculated. That is, the drive control unit 173 may bring the bonding tool 120 close to the die pad 320 .

추가로 변형예를 설명한다. 상기 실시예에서는 본딩 툴(120)이 헤드부(110)에 대해서 오차 없이 조립되어 있는 것을 전제로 했다. 그러나, 실제로는 조립 오차가 생기는 경우도 있다. 이러한 조립 오차가 존재하면, 다이 패드(320)의 중심 좌표(XT, YT, ZT)를 맞게 산출할 수 있더라도 반도체 칩(310)은 상정 위치로부터 어긋나 배치되어 버린다. 따라서, 본딩 툴(120)의 선단부에 2개의 확인 지표를 마련해 두어 이러한 확인 지표가 제 1 촬상 유닛(130)과 제 2 촬상 유닛(140)의 피사계 심도에 진입한 시점에서 촬상을 실행하고, 그 상에 근거하여 본딩 툴(120)의 조립 오차를 파악한다.A modified example is further described. In the above embodiment, it is assumed that the bonding tool 120 is assembled without error with respect to the head part 110 . However, in practice, assembly errors may occur. If such an assembly error exists, the semiconductor chip 310 is displaced from its assumed position even if the center coordinates (X T , Y T , Z T ) of the die pad 320 can be calculated correctly. Therefore, two confirmation indicators are provided at the front end of the bonding tool 120, and imaging is performed when these confirmation indicators enter the depth of field of the first imaging unit 130 and the second imaging unit 140. Based on the image, an assembly error of the bonding tool 120 is grasped.

도 7은 본딩 툴(120)의 선단부에 제 1 확인 지표(121)와 제 2 확인 지표(122)가 마련되어 있는 모습을 도시한다. 제 1 확인 지표(121)는 본딩 툴(120)의 선단부 측면 중에서 제 1 촬상 유닛(130) 측에 마련되고, 제 2 확인 지표(122)는 마찬가지로 선단부 측면 중에서 제 2 촬상 유닛(140) 측에 마련되어 있다. 본딩 툴(120)이 강하되어 선단부가 다이 패드(320)에 가까워지면 제 1 확인 지표(121)는 제 1 촬상 유닛(130)의 시야 내 그리고 피사계 심도 내에 진입하고, 제 2 확인 지표(122)는 제 2 촬상 유닛(140)의 시야 내 그리고 피사계 심도 내에 진입한다. 그 시점에서 본딩 툴(120)을 일단 강하시켜, 제 1 촬상 유닛(130)에 의해 제 1 확인 지표(121)의 촬상을 실행시키고, 제 2 촬상 유닛(140)에 의해 제 2 확인 지표(122)의 촬상을 실행시킨다.7 shows a state in which a first confirmation indicator 121 and a second confirmation indicator 122 are provided at the front end of the bonding tool 120 . The first identification index 121 is provided on the side of the front end of the bonding tool 120 on the side of the first imaging unit 130, and the second identification index 122 is similarly provided on the side of the front end on the side of the second imaging unit 140. It is provided. When the bonding tool 120 is lowered so that the front end approaches the die pad 320, the first confirmation indicator 121 enters the field of view and the depth of field of the first imaging unit 130, and the second confirmation indicator 122 enters the field of view of the second imaging unit 140 and into the depth of field. At that point, the bonding tool 120 is once lowered, the first imaging unit 130 captures the first confirmation indicator 121, and the second imaging unit 140 captures the second confirmation indicator 122. ) is taken.

산출부(112)는 제 1 화상으로부터 제 1 확인 지표(121)의 지표상의 좌표(x1A, y1A)를 추출한다. 마찬가지로 제 2 화상으로부터 제 2 확인 지표(122)의 지표상의 좌표(x2B, y2B)를 추출한다. 다만, 제 1 화상에는 제 2 확인 지표(122)의 지표상은 찍히지 않기 때문에, 그 좌표(x1B, y1B)를 추출할 수 없다. 마찬가지로 제 2 화상에는 제 1 확인 지표(121)의 지표상은 찍히지 않기 때문에, 그 좌표(x2A, y2A)를 추출할 수 없다.The calculation unit 112 extracts the coordinates (x 1A , y 1A ) on the surface of the first confirmation indicator 121 from the first image. Similarly, coordinates (x 2B , y 2B ) on the surface of the second confirmation index 122 are extracted from the second image. However, since the index image of the second confirmation indicator 122 is not captured in the first image, the coordinates (x 1B , y 1B ) cannot be extracted. Likewise, since the index image of the first confirmation index 121 is not captured in the second image, the coordinates (x 2A , y 2A ) cannot be extracted.

여기서, 본딩 툴(120)의 선단부에 있어서 제 1 확인 지표(121)와 제 2 확인 지표(122)의 상대 위치는 이미 알고 있다. 따라서, 제 1 확인 지표(121)의 지표상에 대해 추출된 (x1A, y1A)와 임시의 (x2A, y2A)의 페어로부터 변환되는 삼차원 좌표(XA, YA, ZA)와, 제 2 확인 지표(122)의 지표상에 대해 추출된 (x2B, y2B)와 임시의 (x1B, y1B)의 페어로부터 변환되는 삼차원 좌표(XB, YB, ZB)의 차이가 이미 알고 있는 상대 위치가 되도록 (XA, YA, ZA)와 (XB, YB, ZB) 의 조합을 탐색한다. 조건을 만족하는 삼차원 좌표가 발견되면 그들을 제 1 확인 지표(121)와 제 2 확인 지표(122)의 삼차원 좌표로 결정한다.Here, the relative positions of the first confirmation indicator 121 and the second confirmation indicator 122 at the front end of the bonding tool 120 are already known. Therefore, three-dimensional coordinates (X A , Y A , Z A ) converted from a pair of (x 1A , y 1A ) and temporary ( x 2A , y 2A ) extracted on the surface of the first confirmation indicator 121 and three-dimensional coordinates (X B , Y B , Z B ) converted from a pair of (x 2B , y 2B ) and temporary (x 1B , y 1B ) extracted on the surface of the second confirmation indicator 122 Search for a combination of (X A , Y A , Z A ) and (X B , Y B , Z B ) such that the difference in is a known relative position. When 3D coordinates satisfying the condition are found, they are determined as 3D coordinates of the first confirmation indicator 121 and the second confirmation indicator 122 .

이와 같이 제 1 확인 지표(121)와 제 2 확인 지표(122)의 삼차원 좌표가 얻어지면, 본딩 툴(120)의 선단부의 좌표도 정확하게 산출할 수 있다. 그러므로, 본딩 툴(120)이 헤드부(110)에 대해서 다소의 오차를 포함해 조립되어 있다고 하더라도, 그 오차를 수정하여 반도체 칩(310)을 다이 패드(320)에 정밀도 좋게 탑재할 수 있다.In this way, when the three-dimensional coordinates of the first confirmation indicator 121 and the second confirmation indicator 122 are obtained, the coordinates of the front end of the bonding tool 120 can also be accurately calculated. Therefore, even if the bonding tool 120 is assembled to the head unit 110 with some error, the semiconductor chip 310 can be mounted on the die pad 320 with high precision by correcting the error.

이상, 다이 본더(100)를 예로 들어 본 실시예를 설명했는데, 본 실시예에 따른 삼차원 좌표의 산출 수법이나 구성을 적용할 수 있는 위치 제어 장치는 다이 본더에 한정되지 않는다. 예를 들면, 플립 칩 본더나 와이어 본더에도 적용할 수 있다. 와이어 본더에 적용하는 경우에는, 스테이지에 탑재된 대상물에 대해서 작업을 수행하는 툴부는 캐필러리 등이 된다. 더 나아가서는, 웨이퍼를 반도체 칩에 소편화하는 다이서 등에 적용할 수도 있다. 또 본딩 툴 등의 툴부가 대상물에 접근하는 경우에 국한되지 않고 대상물로부터 이격되는 경우도 있을 수 있다. 예컨대, 툴부가 대상물의 표면을 드릴링 천공한 후에 특정 부위에 닿지 않도록 툴부를 퇴피시키는 작업을 수행하는 경우에는 구동 제어부는 툴부를 대상물로부터 이격시킨다.In the above, the present embodiment has been described taking the die bonder 100 as an example, but the position control device to which the three-dimensional coordinate calculation method or configuration according to the present embodiment can be applied is not limited to the die bonder. For example, it can also be applied to flip chip bonders and wire bonders. In the case of application to a wire bonder, a tool unit that performs work on an object mounted on a stage becomes a capillary or the like. Furthermore, it can also be applied to a dicer that cuts wafers into semiconductor chips. In addition, the tool unit, such as a bonding tool, is not limited to approaching the object and may be separated from the object. For example, when performing an operation of retracting the tool part so that the tool part does not touch a specific part after drilling the surface of the object, the drive controller separates the tool part from the object.

100: 다이 본더 110: 헤드부
120: 본딩 툴 121: 제 1 확인 지표
122: 제 2 확인 지표 130: 제 1 촬상 유닛
131: 제 1 광학계 131a: 물측 렌즈군
131b: 상측 렌즈군 132: 제 1 촬상 소자
133: 조리개 140: 제 2 촬상 유닛
141: 제 2 광학계 142: 제 2 촬상 소자
150: 헤드 구동 모터 160: 툴 구동 모터
170: 연산 처리부 171: 화상 획득부
172: 산출부 173: 구동 제어부
180: 기억부 181: 변환 테이블
190: 입출력 디바이스 210: 가대
220: 스테이지 310: 반도체 칩
320: 다이 패드 321: 지표
330: 리드 프레임 400: 차트
400＇: 차트상 410: 도트
410＇: 도트상100: die bonder 110: head
120: bonding tool 121: first confirmation index
122: second confirmation index 130: first imaging unit
131: first optical system 131a: object-side lens group
131b: image side lens group 132: first imaging element
133 aperture 140 second imaging unit
141: second optical system 142: second imaging device
150: head driving motor 160: tool driving motor
170: arithmetic processing unit 171: image acquisition unit
172: calculation unit 173: drive control unit
180: storage unit 181: conversion table
190: input/output device 210: mount
220: stage 310: semiconductor chip
320 die pad 321 indicator
330: lead frame 400: chart
400': on the chart 410: dots
410': dot phase

Claims (10)

스테이지에 탑재된 대상물에 대해서 작업을 수행하는 툴부와,
상기 스테이지 또는 상기 대상물에 설정된 기준 지표를 촬상해 제 1 화상을 출력하는 제 1 촬상 유닛과,
상기 기준 지표를 촬상해 제 2 화상을 출력하는 제 2 촬상 유닛과,
상기 툴부, 상기 제 1 촬상 유닛 및 상기 제 2 촬상 유닛을 지지하는 헤드부와,
상기 제 1 화상에 찍힌 상기 기준 지표의 상(像)인 제 1 지표상(像)과, 상기 제 2 화상에 찍힌 기준 지표의 상인 제 2 지표상에 근거해 상기 기준 지표의 삼차원 좌표를 산출하는 산출부와,
상기 삼차원 좌표에 근거해 상기 툴부를 상기 대상물에 대해서 접근 또는 격리시키는 구동 제어부를 구비하는 위치 제어 장치.A tool unit that performs work on an object mounted on the stage;
a first imaging unit that captures a reference indicator set on the stage or the object and outputs a first image;
a second imaging unit that captures an image of the reference index and outputs a second image;
a head portion supporting the tool portion, the first imaging unit, and the second imaging unit;
Calculating three-dimensional coordinates of the reference indicator based on a first indicator image that is an image of the reference indicator captured in the first image and a second indicator image that is an image of the reference indicator captured in the second image calculation unit,
and a driving control unit for approaching or isolating the tool unit from the object based on the three-dimensional coordinates. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 촬상 유닛 및 상기 제 2 촬상 유닛은, 상기 스테이지의 스테이지면에 평행한 평면이 초점면이 되도록, 각각의 광학계와 촬상 소자가 샤임플러그(scheimpflug) 조건을 만족하여 배치되어 있는 위치 제어 장치.According to claim 1,
The first imaging unit and the second imaging unit are positioned so that a plane parallel to the stage plane of the stage is a focal plane, and each optical system and imaging element are arranged so as to satisfy a Scheimpflug condition. . 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 촬상 유닛 및 상기 제 2 촬상 유닛의 각각의 물측 광학계는 텔레센트릭(Telecentric)인 위치 제어 장치.According to claim 2,
The object-side optical system of each of the first imaging unit and the second imaging unit is telecentric. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 산출부는 상기 제 1 지표상의 좌표와 상기 제 2 지표상의 좌표의 페어를, 미리 준비된 변환 테이블을 참조함으로써, 상기 삼차원 좌표로 변환하는 위치 제어 장치.According to claim 2 or 3,
wherein the calculation unit converts a pair of coordinates on the first land surface and coordinates on the second land surface into the three-dimensional coordinates by referring to a conversion table prepared in advance. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 산출부는 상기 제 1 화상 및 상기 제 2 화상에 대해서 사다리꼴 상을 직사각형 형상으로 변환하는 사다리꼴 보정 처리를 수행하고, 상기 사다리꼴 보정 처리 후의 상기 제 1 지표상과 상기 제 2 지표상의 위치 어긋남량에 기초하여 상기 삼차원 좌표를 산출하는 위치 제어 장치.According to claim 2 or 3,
The calculator performs trapezoidal correction processing for converting a trapezoidal image into a rectangular shape with respect to the first image and the second image, and based on the amount of positional displacement between the first land surface and the second ground surface after the trapezoidal correction process, Position control device for calculating the three-dimensional coordinates by doing. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 산출부는 상기 제 1 화상에 찍힌 2개 이상의 상기 제 1 지표상과 상기 제 2 화상에 찍힌 2개 이상의 상기 제 2 지표상에 근거해 상기 스테이지에 대한 상기 대상물의 설치 오차를 산출하고,
상기 구동 제어부는 상기 설치 오차를 가미하여 상기 툴부를 상기 대상물에 접근시키는 위치 제어 장치.According to any one of claims 1 to 5,
the calculator calculates an installation error of the object with respect to the stage based on two or more of the first ground images captured in the first image and two or more of the second ground images captured in the second image;
Wherein the drive control unit approaches the tool unit to the object by taking into account the installation error. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 툴부는 상기 구동 제어부의 제어에 의해 상기 대상물을 향해 상기 헤드부로부터 보내지고,
상기 산출부는 상기 툴부가 상기 헤드부로부터 보내졌을 경우에, 상기 제 1 촬상 유닛이 출력하는 제3 화상에 찍힌, 상기 툴부에 마련된 제 1 확인 지표의 상인 제3 지표상과, 상기 제 2 촬상 유닛이 출력하는 제4 화상에 찍힌, 상기 툴부에 마련된 제 2 확인 지표의 상인 제4 지표상에 근거해, 상기 툴부의 상기 헤드부에 대한 조립 오차를 산출하며,
상기 구동 제어부는 상기 조립 오차를 가미하여 상기 툴부를 상기 대상물에 접근시키는 위치 제어 장치.According to any one of claims 1 to 6,
The tool part is sent from the head part toward the object under the control of the driving control unit,
The calculation unit includes a third indicator image, which is a first confirmation indicator image provided in the tool unit and captured in a third image output by the first imaging unit when the tool unit is sent from the head unit, and the second imaging unit Calculate an assembly error of the tool part with respect to the head part based on a fourth index image, which is an image of a second confirmation index provided in the tool part, taken in the fourth image to be output;
Wherein the driving control unit approaches the tool unit to the object by taking into account the assembly error. 스테이지 또는 상기 스테이지에 탑재된 대상물에 설정된 기준 지표를, 헤드부에 의해 지지되고 있는 제 1 촬상 유닛 및 제 2 촬상 유닛의 각각에 촬상시키는 촬상 단계와,
상기 제 1 촬상 유닛이 출력하는 제 1 화상에 찍힌 상기 기준 지표의 상인 제 1 지표상과 상기 제 2 촬상 유닛이 출력하는 제 2 화상에 찍힌 상기 기준 지표의 상인 제 2 지표상에 근거해 상기 기준 지표의 삼차원 좌표를 산출하는 산출 단계와,
상기 헤드부에 의해 지지되어 상기 대상물에 대해서 작업을 수행하는 툴부를, 상기 삼차원 좌표에 근거해 상기 대상물에 대해서 접근 또는 격리시키는 구동 단계를 갖는 위치 제어 방법.an imaging step of imaging a reference indicator set on a stage or an object mounted on the stage to each of the first imaging unit and the second imaging unit supported by the head unit;
Based on a first indicator image, which is an image of the reference indicator captured in the first image output by the first imaging unit, and a second indicator image, which is an image of the reference indicator captured in a second image output by the second imaging unit, the reference A calculation step of calculating the three-dimensional coordinates of the indicator;
and a driving step of approaching or isolating a tool part supported by the head part and performing an operation with respect to the object based on the three-dimensional coordinates. 스테이지 또는 상기 스테이지에 탑재된 대상물에 설정된 기준 지표를, 헤드부에 의해 지지되고 있는 제 1 촬상 유닛 및 제 2 촬상 유닛의 각각에 촬상시키는 촬상 단계와,
상기 제 1 촬상 유닛이 출력하는 제 1 화상에 찍힌 상기 기준 지표의 상인 제 1 지표상과 상기 제 2 촬상 유닛이 출력하는 제 2 화상에 찍힌 상기 기준 지표의 상인 제 2 지표상에 근거해 상기 기준 지표의 삼차원 좌표를 산출하는 산출 단계와,
상기 헤드부에 의해 지지되어 상기 대상물에 대해서 작업을 수행하는 툴부를, 상기 삼차원 좌표에 근거해 상기 대상물에 대해서 접근 또는 격리시키는 구동 단계를 컴퓨터에 실행시키는 위치 제어 프로그램.an imaging step of imaging a reference indicator set on a stage or an object mounted on the stage to each of the first imaging unit and the second imaging unit supported by the head unit;
Based on a first indicator image, which is an image of the reference indicator captured in the first image output by the first imaging unit, and a second indicator image, which is an image of the reference indicator captured in a second image output by the second imaging unit, the reference A calculation step of calculating the three-dimensional coordinates of the indicator;
A position control program for causing a computer to execute a driving step of approaching or isolating a tool part supported by the head part and performing an operation with respect to the object based on the three-dimensional coordinates. 스테이지에 탑재된 기판의 탑재 영역에 대해서 반도체 칩을 본딩하는 본딩 툴과,
상기 스테이지 또는 상기 기판에 설정된 기준 지표를 촬상해 제 1 화상을 출력하는 제 1 촬상 유닛과,
상기 기준 지표를 촬상해 제 2 화상을 출력하는 제 2 촬상 유닛과,
상기 본딩 툴, 상기 제 1 촬상 유닛 및 상기 제 2 촬상 유닛을 지지하는 헤드부와,
상기 제 1 화상에 찍힌 상기 기준 지표의 상인 제 1 지표상과 상기 제 2 화상에 찍힌 상기 기준 지표의 상인 제 2 지표상에 근거해 상기 기준 지표의 삼차원 좌표를 산출하는 산출부와,
상기 삼차원 좌표에 근거해 상기 반도체 칩을 홀딩하는 상기 본딩 툴을 상기 탑재 영역에 대해서 접근 또는 격리시키는 구동 제어부를 구비하는 본딩 장치.A bonding tool for bonding the semiconductor chip to the mounting area of the substrate mounted on the stage;
a first imaging unit configured to image a reference index set on the stage or the substrate and output a first image;
a second imaging unit that captures an image of the reference index and outputs a second image;
a head portion supporting the bonding tool, the first imaging unit, and the second imaging unit;
a calculation unit for calculating three-dimensional coordinates of the reference indicator based on a first indicator image that is an image of the reference indicator captured in the first image and a second indicator image that is an image of the reference indicator captured in the second image;
and a drive control unit for approaching or isolating the bonding tool holding the semiconductor chip from the mounting area based on the three-dimensional coordinates.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024059434A (en) * 2022-10-18 2024-05-01 株式会社新川 Mounting device, mounting method, and mounting control program
JP2024072673A (en) * 2022-11-16 2024-05-28 株式会社新川 Mounting device, mounting method, and mounting control program

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05180622A (en) * 1992-01-08 1993-07-23 Hitachi Ltd Position and attitude detecting apparatus
JP5180622B2 (en) 2008-03-07 2013-04-10 三菱製紙株式会社 Conductive material precursor and conductive material
US8804136B2 (en) * 2012-12-06 2014-08-12 Asm Technology Singapore Pte Ltd Apparatus and method for locating a plurality of placement positions on a carrier object
JP6246674B2 (en) * 2014-07-24 2017-12-13 キヤノンマシナリー株式会社 Position confirmation device and die bonder
CH711570B1 (en) * 2015-09-28 2019-02-15 Besi Switzerland Ag Device for mounting components on a substrate.
TWI643092B (en) * 2016-08-10 2018-12-01 Giant Manufacturing Co., Ltd. Dynamic motion detection system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014036068A (en) 2012-08-08 2014-02-24 Shinkawa Ltd Die bonder, and method of detecting position of bonding tool

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